高考物理一轮复习 第5章 机械能课时作业17

课时作业十七基础小题1(2016华东师大附中模拟)水流在推动水轮机的过程中做了3108J的功，这句话应理解为()A水流在推动水轮机前具有3108 J的能量B水流在推动水轮机的过程中具有3108 J的能量C水流在推动水轮机后具有3108 J的能量D水流在推动水轮机的过程中能量减少了3108 J解析根据功能关系，水流在推动水轮机的过程中做了3108 J的功，水流在推动水轮机的过程中能量减少了3108 J，选项D正确答案D2如图所示，一长为L的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度匀速转动，当杆与水平方向成60时，拉力的功率为()AmgLB.mgLC.mgL D.mgL解析由能的转化与守恒定律可知，拉力的功率等于克服重力的功率，PGmgvymgvcos 60mgL.选项C正确答案C3如图所示，演员正在进行杂技表演由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于()A0.3 JB3 JC30 JD300 J解析若一个鸡蛋大约55 g，鸡蛋抛出的高度大约为60 cm，则将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋做的功等于鸡蛋重力势能的增加量，即Wmgh551031060102 J0.33 J，A正确答案A4(2016安庆模拟)2013年2月15日中午12时30分左右，俄罗斯车里雅宾斯克州发生天体坠落事件根据俄紧急情况部的说法，坠落的是一颗陨石这颗陨石重量接近1万吨，进入地球大气层的速度约为4万英里每小时，随后与空气摩擦而发生剧烈燃烧，并在距离地面上空12至15英里处发生爆炸，产生大量碎片，假定某一碎片自爆炸后落至地面并陷入地下一定深度过程中，其质量不变，则()A该碎片在空中下落过程中重力做的功等于动能的增加量B该碎片在空中下落过程中重力做的功小于动能的增加量C该碎片在陷入地下的过程中重力做的功等于动能的改变量D该碎片在整个过程中克服阻力做的功等于机械能的减少量解析由能量转化和守恒定律可知，该碎片在空气中下落过程中，重力和空气阻力做功之和等于动能的增加量，因空气阻力做负功，故重力做的功大于动能的增加量，A、B均错误；该碎片陷入地下的过程中，因有阻力做负功，且克服阻力做的功等于其机械能的减少量，故D正确，C错误答案D5(2016襄阳联考)用恒力F竖直向上拉一物体，使其由地面处开始加速上升到某一高度若该过程空气阻力不能忽略，则下列说法中正确的是()A力F做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增量B重力所做的功等于物体重力势能的增量C力F做的功和阻力做的功之和等于物体机械能的增量D力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械能的增量解析在物体向上运动的过程中，恒力F、重力、空气阻力做功，根据动能定理可知，三力做的功之和等于物体的动能增量，所以A错误；克服重力做的功等于物体重力势能的增量，所以B错误；除重力外的其它力做的功之和等于物体机械能的增加量，所以C正确、D错误答案C6如图所示，水平传送带由电动机带动，并始终保持以速度v匀速运动，现将质量为m的某物块由静止释放在传送带上的左端，过一会儿物块能保持与传送带相对静止，设物块与传送带间的动摩擦因数为，对于这一过程，下列说法正确的是()A摩擦力对物块做的功为0.5mv2B物块对传送带做功为0.5mv2C系统摩擦生热为0.5mv2D电动机多做的功为mv2解析对物块运用动能定理，摩擦力做的功等于物块动能的增加，即0.5mv2，故A正确；传送带的位移是物块位移的两倍，所以物块对传送带做功的绝对值是摩擦力对物块做功的两倍，即为mv2，故B错误；电动机多做的功就是传送带克服摩擦力做的功，也为mv2，故D正确；系统摩擦生热等于摩擦力与相对位移的乘积，故C正确答案ACD7如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮，质量分别为M、m(Mm)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中()A两滑块组成系统的机械能守恒B重力对M做的功等于M动能的增加C轻绳对m做的功等于m机械能的增加D两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功解析以M和m两滑块整体为研究对象，除重力外，M受到的摩擦力做负功，所以两滑块组成系统的机械能不守恒，且系统机械能的损失等于M克服摩擦力做的功，A错误，D正确由动能定理可知，M动能的增加应等于重力、摩擦力、轻绳的拉力对M做功之和，B错误以m为研究对象，除重力外，只有轻绳对其做功，所以其机械能的增加等于轻绳对其做的功，C正确答案CD必纠错题8一质量为m的质点，系于长为R的轻绳的一端，绳的另一端固定在空间的O点，假定绳是不可伸长的、柔软且无弹性的今把质点从O点的正上方离O点距离为R的点以水平速度v0抛出，如图所示，试求：当质点到达O点的正下方时，绳对质点的拉力为多大？错因分析在解答本题时易犯错误具体分析如下：常见错误错误原因对全过程进行整体分析，误认为整个过程中机械能守恒设质点到达O点的正下方时的速度为v，根据能量守恒可得：mvmg(RR)mv2根据向心力公式得：FTmg联立解得：FT5mg造成错误的原因是对小球的运动过程分析不清楚，小球先做平抛运动(绳子松弛)，当绳子刚要伸直时，此时小球速度方向并不与绳子垂直，也不沿绳子方向，绳子张紧后，由于绳子视为理想绳子，不会伸长，小球沿绳子方向的分速度会突然消失，只剩下垂直绳子方向的分速度，此后，小球在绳子的约束下就以垂直绳子方向的分速度做圆周运动可见，在绳子突然张紧的瞬间，有能量损失，机械能并不守恒.解析质点的运动可分为三个过程：第一过程：质点做平抛运动设绳即将伸直时，绳与竖直方向的夹角为，如图所示在水平方向：xv0tRsin 在竖直方向：ygt2RRcos 联立解得：，t第二过程：绳绷紧过程绳绷紧时，绳刚好水平，如图所示，由于绳不可伸长，故绳绷直时，沿绳方向的速度v0消失，质点仅有速度v，且vgt.第三过程：小球在竖直平面内做圆周运动设质点到达O点正下方时的速度为v，mv2mvmgR.设此时绳对质点的拉力为FT，则FTmg联立解得：FTmg.答案FTmg.高考真题9(2015新课标全国，17)如图所示，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功，则()AWmgR，质点恰好可以到达Q点BWmgR，质点不能到达Q点CWmgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离DWmgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离解析在最低点对小球受力分析，FNmg，FN4mg，解得vN，从抛出点到最低点应用动能定理，mg(RR)Wfmv0，解得WfmgR，即克服摩擦力做功为mgR，B、D错误小球在圆轨道右侧运动时的线速度小于在左侧对应高度处的线速度大小，即小球在轨道右侧受到的支持力较小，摩擦力也较小，即在右侧|Wf2|mgR，根据动能定理，mgRWf2mvmv，可知vQ0，即小球能继续上升一段距离，C正确答案C10(2014广东高考)如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图图中和为楔块，和为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中()A缓冲器的机械能守恒B摩擦力做功消耗机械能C垫板的动能全部转化为内能D弹簧的弹性势能全部转化为动能解析在车厢相互撞击使弹簧压缩过程中，由于要克服摩擦力做功，且缓冲器所受合外力做功不为零，因此机械能不守恒，A项错误；克服摩擦力做功消耗机械能，B项正确；撞击以后垫板和车厢有相同的速度，因此动能并不为零，C项错误；压缩弹簧过程弹簧的弹性势能增加，并没有减小，D项错误答案B综合大题11如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达最高点C.(不计空气阻力)试求：(1)物体在A点时弹簧的弹性势能；(2)物体从B点运动至C点的过程中产生的内能解析(1)设物体在B点的速度为vB，所受弹力为FNB，则有FNBmgm又FNB8mg由能量守恒定律可知弹性势能EpmvmgR.(2)设物体在C点的速度为vC，由题意可知mgm物体由B点运动到C点的过程中，由能量守恒定律得Qmv(mv2mgR)解得QmgR.答案(1)mgR(2)mgR12如图所示，与水平面夹角30的倾斜传送带始终绷紧，传送带下端A点与上端B点间的距离L4 m，传送带以恒定的速率v2 m/s向上运动现将一质量为1 kg的物体无初速度地放于A处，已知物体与传送带间的动摩擦因数，取g10 m/s2，求：(1)物体从A运动到B共需多长时间？(2)电动机因传送该物体多消耗的电能解析(1)物体无初速度地放在A处后，因mgsin mgcos 故物体斜向上做匀加速直线运动加速度a2.5 m/s2物体达到与传送带同速所需的时间t10.8 st1时间内物体的位移x1t10.8 m之后物体以速度v做匀速运动，运动的时间t21.6 s物体运动的总时间tt1t22.4 s(2)物体在传送过程中的功能关系如图所示解法一前0.8 s内物体相对传送带的位移xvt1x10.8 m因摩擦而产生的内能E内mgcos x6 J整个过程中多消耗的电能E电EkEpE内mv2mgLsin E内28 J解法二电动机多消耗的电能在数值上等于两个过程克服摩擦力所做的功，E电Wf1Wf2传送带在加速过程的位移x1vt11.6 mWf1mgx1cos 12 J传送带在匀速过程的位移x2vt23.2 mWf2mgx2sin 1.6 J所以E电28 J答案(1)2.4 s(2)28 J